60 let NETZSCH-Gerätebau: Termováha v provozu na katedře polymerních materiálů na univerzitě v Bayreuthu

Náš dlouholetý zákazník, univerzita v německém Bayreuthu, také používá TG 209 F1 Libra^®. V následující zprávě z terénu se dozvíte, jak katedra polymerních materiálů na univerzitě v Bayreuthu používá TG 209 F1 Libra^® ve spojení s NETZSCH Kinetics Neo softwarem pro predikci chování plastů při stárnutí.

Uživatelská zpráva z univerzity v Bayreuthu:

Odolat běsnění času, nebo ho předvídat?

Jak katedra polymerních materiálů na univerzitě v Bayreuthu využívá NETZSCH TG 209 F1 Libra^®ve spojení se softwaremNETZSCH Kinetics Neo pro předpověď chování plastů při stárnutí.

Každý zná věci, které se časem zlepšují. Jako první vás možná napadne červené víno nebo krásné, dobře udržované auto classic. Červené víno zrající 60 let by si však zpravidla nikdo nedal, protože - na rozdíl od výrobků společnosti NETZSCH-Gerätebau - neexistuje při výrobě vína neustálá snaha o dokonalost, která by zajistila dosažení tak vysoké úrovně kvality.

Degradace polymerů - výzva ve stavebnictví

Na rozdíl od NETZSCH i zmíněného červeného vína se vlastnosti polymerů bohužel ne vždy v průběhu času zlepšují. Jak plasty stárnou, jejich vlastnosti se často mění, až materiál selže. Na molekulární úrovni dochází k přerušení atomových vazeb v polymerních řetězcích, čímž se mohou rozpustit postranní skupiny nebo dojde k selhání hlavního řetězce. Jako účinky stárnutí zde však lze uvést i postkrystalizaci, migraci změkčovadel a vznik trhlin způsobených napětím.

Všem je společné, že probíhají v závislosti na teplotě a čase, přičemž každý z nich má jiný kinetický reakční model. Jednou z výhod probíhajících reakcí však je, že jsou často doprovázeny změnou hmotnosti. Plastifikátory vystupující z objemu, například plynné produkty rozkladu polymeru, způsobují pokles hmotnosti. V souladu s tímto principem se dynamická měření TGA používají k objasnění vztahu mezi teplotou a degradací a - na základě získaných údajů - se vytvoří kinetický model, který lze použít pro simulace za IzotermickýZkoušky při kontrolované a konstantní teplotě se nazývají izotermické.izotermických podmínek.

V současné době se zkoumají nové systémy epoxidových pryskyřic, které se používají v součástech letadel a jsou tak vystaveny vysokým teplotám. Tyto materiály musí odolat daným podmínkám, aniž by došlo k jejich selhání, a to minimálně po dobu životnosti sestavy, nebo ještě lépe celého letadla. Reálné expoziční zkoušky za provozních podmínek však nelze provádět po dobu 15 let. Proto se bude hledat alternativa z pytle s triky, jak předpovědět chování materiálu.

Termogravimetrie jako základ pro simulace

Na katedře polymerních materiálů na univerzitě v Bayreuthu, NETZSCH TG 209 F1 Libra^® se pro taková měření používá. Přímé měření teploty prováděné tímto přístrojem umožňuje co nejpřesnější nastavení aktuální teploty, a to i u endo- a ExotermickéPřechod vzorku nebo reakce je exotermická, pokud při ní vzniká teplo.exotermických reakcí. Pro stanovení simulací je vyžadována vysoká přesnost zadávaných datových souborů, protože jinak by se šířením chyb odchylky znásobily. Díky keramickému vnitřku TG lze charakterizovat i polymery s vysoce korozivními produkty rozkladu.

Modelování a predikce pomocí Kinetics Neo

Většina chemických reakcí neprobíhá v jediném kroku; to platí i pro Rozkladná reakceRozkladná reakce je tepelně indukovaná reakce chemické sloučeniny za vzniku pevných a/nebo plynných produktů. rozkladné reakce polymerů. V závislosti na polymeru může docházet ke kombinaci paralelních a sériových kroků. Pomocí Kinetics Neokombinací těchto jednotlivých reakcí lze vytvořit modely celkových reakcí. Každému kroku lze přiřadit specifické parametry. Program nabízí jak automatickou optimalizaci, tak ruční nastavení jednotlivých hodnot. Uživatel tak má k dispozici maximum možností. Model se stanoví přizpůsobením skutečným údajům z měření. Vyhodnocení se provádí výstupem hodnoty R² nebo F-testu.

V případech, kdy model vykazuje chybu small ve srovnání s naměřenými údaji, lze na základě matematické funkce modelu vypočítat předpovědi. Zde je zřejmé, proč dobré měřicí zařízení, jako je TG 209 F1 Libra^®, je nezbytné. Pouze na základě přesných údajů z měření lze vytvořit přesnou simulaci, která správně odráží realitu.

Další použití TG 209 F1 Libra^® v oddělení Polymer Engineering

Kromě popsaných aplikací se TG 209 F1 Libra^® používá k mnoha dalším charakterizacím materiálů. Zkoumají se průmyslově významné vlastnosti, jako je obsah plniva v termoplastech nebo objemový obsah vláken v kompozitních materiálech. Rovněž lze zodpovědět vědecké otázky, jako je Tepelná stabilitaMateriál je tepelně stabilní, pokud se vlivem teploty nerozkládá. Jedním ze způsobů, jak určit tepelnou stabilitu látky, je použití termogravimetrického analyzátoru (TGA). tepelná stabilita v různých atmosférách nově vyvinutých duromerů. Díky této všestrannosti je TG 209F1 Libra^® přístroj, který je na oddělení neustále používán.

Blahopřejeme NETZSCH-Gerätebau k ⁶⁰. výročí. Pokud bude NETZSCH i nadále pokračovat v inovacích a snaze o dokonalost, jako tomu bylo v minulosti, těšíme se na mnoho dalších let úspěšné spolupráce.

Za tuto zajímavou zprávu a srdečné přání děkujeme katedře polymerních materiálů na univerzitě v Bayreuthu. I my se těšíme na další roky spolupráce!